我們接著上一期的內(nèi)容，繼續(xù)來(lái)聊聊混動(dòng)汽車(chē)中的「電機(jī)」，今天我們來(lái)詳解一下「P2電機(jī)」。
「P2電機(jī)」的3種基本結(jié)構(gòu)
通常情況下，「P2電機(jī)」的位置被定義在「變速器」與「發(fā)動(dòng)機(jī)」之間，且位于「離合器」后，這個(gè)位置有以下幾個(gè)特點(diǎn)：
P2電機(jī)示意圖
不被整合在「發(fā)動(dòng)機(jī)」的外殼中：由于「P2電機(jī)」和「發(fā)動(dòng)機(jī)」之間有「離合器」，故此，「P2電機(jī)」可以單獨(dú)驅(qū)動(dòng)「車(chē)輪」，實(shí)現(xiàn)純電行駛模式。此外，在動(dòng)能回收時(shí)也可以切斷與「發(fā)動(dòng)機(jī)」的連接，這是與「P1電機(jī)」顯而易見(jiàn)的區(qū)別；
情況1：P2電機(jī)直接套在變速器輸入軸上 （正面）
情況2：P2電機(jī)通過(guò)傳動(dòng)帶或齒輪傳動(dòng)與變速器輸入軸連接（正面）
情況3：P2電機(jī)連接減速齒輪，配合P1電機(jī)（簡(jiǎn)圖）
基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、布置形式靈活：「P2電機(jī)」不僅可以直接套在「變速器」的「輸入軸」上，也可以通過(guò)「?jìng)鲃?dòng)帶」或「?jìng)鲃?dòng)齒輪」與「變速器」的「輸入軸」連接，甚至可以使用「減速齒輪」進(jìn)行鏈接（見(jiàn)上圖）。
情況1：P2電機(jī)直接套在變速器輸入軸上（俯視）
我們以『「P2電機(jī)」直接套在「變速器」的「輸入軸」上』為舉例，最常見(jiàn)的就是我們此前文章中提到的大眾集團(tuán)的『「P2電機(jī)」+「雙離合變速箱」』方案，代表車(chē)型為「奧迪Q5 Hybrid」、「奧迪A3 Sportback e-tron」和「大眾途銳Hybrid」等。
奧迪A3 Sportback e-tron（2017），德味十足的P2電機(jī)架構(gòu)
比如「奧迪A3 Sportback e-tron」的「P2電機(jī)架構(gòu)」，德味十足，將一顆峰值功率75kW（峰值扭矩330N·m）的「P2電機(jī)」套在了6速的「e-S troinc變速箱」輸入軸上，通過(guò)「雙離合器」分配動(dòng)力，屬于經(jīng)典的『?jiǎn)坞姍C(jī)雙離合派』。其工作原理比較簡(jiǎn)單，大致如下：
當(dāng)你開(kāi)啟汽車(chē)，「電池」與「高壓系統(tǒng)」就已經(jīng)準(zhǔn)備好喚醒「P2電機(jī)」，時(shí)刻準(zhǔn)備向它供電。
起步后，「電池」為「P2電機(jī)」供電，「P2電機(jī)」帶動(dòng)「變速箱」中的「齒輪」轉(zhuǎn)動(dòng)輸出動(dòng)力，通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)最終帶動(dòng)「車(chē)輪」。
當(dāng)需要大扭矩或是急加速時(shí)，「發(fā)動(dòng)機(jī)」強(qiáng)勢(shì)介入，此時(shí)「離合器」中的「離合片」相互耦合，「發(fā)動(dòng)機(jī)」與「P2電機(jī)」串聯(lián)在一起，共同輸出動(dòng)力，同時(shí)「電池」也為「P2電機(jī)」，釋放整套動(dòng)力總成所有動(dòng)力。
在滑行時(shí)，或是踩下剎車(chē)后，動(dòng)能回收系統(tǒng)便開(kāi)始發(fā)揮作用，「離合器」松開(kāi)，斷開(kāi)「發(fā)動(dòng)機(jī)」的連接，「車(chē)輪」反向帶動(dòng)「P2電機(jī)」發(fā)電，為「電池」充電。
奧迪「P2電機(jī)架構(gòu)」原理（動(dòng)圖）
這套『?jiǎn)坞姍C(jī)雙離合』方案的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，相比傳統(tǒng)燃油汽車(chē)結(jié)構(gòu)調(diào)整較少，但是這種『獨(dú)苗』的「單電機(jī)」架構(gòu)有一個(gè)小小的缺點(diǎn)——保電（或叫饋電）能力較弱，因?yàn)椤窹2電機(jī)」長(zhǎng)時(shí)間用于驅(qū)動(dòng)車(chē)輛，其發(fā)電效率自然要下降一些。
『充電小能手』——「P0電機(jī)」已有些安奈不住了
所以，總有一個(gè)嗷嗷待哺「電池」在系統(tǒng)中呼喚「發(fā)動(dòng)機(jī)」和「P2電機(jī)」，特別在饋電時(shí)和堵車(chē)工況下，「發(fā)動(dòng)機(jī)」在驅(qū)動(dòng)和帶動(dòng)「P2電機(jī)」發(fā)電兩種模式下來(lái)回切換，用過(guò)平順性及NVH（Noise、Vibration、Harshness噪聲、振動(dòng)與聲振粗糙度）都會(huì)有一定的影響。有缺點(diǎn)？于是乎，各種「P2電機(jī)」的變種架構(gòu)孕育而生。
變種一：「P0P2電機(jī)架構(gòu)」
九代索納塔混動(dòng)版（2016）搭載的TMED混合動(dòng)力系統(tǒng)
我們知道「P0電機(jī)」最大的作用之一便是用于為「動(dòng)力電池」充電，故此，在P0位置安排上一個(gè)中高壓的「P0電機(jī)」便可有效的解決「單電機(jī)」饋電能力弱的結(jié)構(gòu)缺點(diǎn)。而讓我印象比較深刻的「P0P2電機(jī)架構(gòu)」的車(chē)型是九代索納塔混動(dòng)版，其搭載的是現(xiàn)代汽車(chē)的「TMED混合動(dòng)力系統(tǒng)」（Transmission-Mounted Electrical Device）。
TMED混合動(dòng)力系統(tǒng)工作原理
該「P0P2電機(jī)架構(gòu)」由一顆Nu 2.0 GDi發(fā)動(dòng)機(jī)、一枚「P0電機(jī)」（此處又稱(chēng)「HSG電機(jī)」啟動(dòng)/發(fā)電一體式電機(jī)）、一臺(tái)永磁交流「P2電機(jī)」（此處又名「TM電機(jī)」即Traction Motor 驅(qū)動(dòng)電機(jī)）以及傳統(tǒng)的6擋手自一體「變速器」組成。可實(shí)現(xiàn)純電驅(qū)動(dòng)、發(fā)動(dòng)機(jī)直驅(qū)、混動(dòng)驅(qū)動(dòng)多種模式。
變種二：「P1P2電機(jī)架構(gòu)」
『雙電機(jī)雙離合』方案（P1P2電機(jī)架構(gòu)），同樣是P2電機(jī)架構(gòu)
如果嫌「P0電機(jī)」傳動(dòng)效率低，那可以換成與「發(fā)動(dòng)機(jī)」剛性連接的「P1電機(jī)」（ISG電機(jī)）組成『加強(qiáng)版雙雙組合』（即「P1P2電機(jī)架構(gòu)」、雙電機(jī)雙離合），其架構(gòu)特點(diǎn)是：
1. 「C1離合器」常態(tài)為分離，而「C2離合器」常態(tài)為咬合。這就意味著「P2電機(jī)」長(zhǎng)期處于工作狀態(tài)，故此，這套「P1P2電機(jī)架構(gòu)」也是傾向于電力驅(qū)動(dòng)的；
2. 當(dāng)「C1離合器」分離時(shí)，就意味著「發(fā)動(dòng)機(jī)」不參與驅(qū)動(dòng)汽車(chē)，而是帶動(dòng)「P1電機(jī)」（ISG電機(jī)）發(fā)電，「電池」表示十分滿意。此時(shí)，「P2電機(jī)」直接驅(qū)動(dòng)「車(chē)輪」；
3. 「C2離合器」長(zhǎng)期處于咬合狀態(tài)，若「C1離合器」同樣處于咬合狀態(tài)，那么「P2電機(jī)」（TM電機(jī)）將與「發(fā)動(dòng)機(jī)」共同驅(qū)動(dòng)「車(chē)輪」。
EDU混動(dòng)系統(tǒng)爆炸圖（注釋?zhuān)?/span>
這套「P1P2電機(jī)架構(gòu)」的代表就是上汽的二代『EDU混動(dòng)系統(tǒng)』，其早期搭載在榮威550混動(dòng)車(chē)型上，隨著「EDU混動(dòng)系統(tǒng)」不斷優(yōu)化，現(xiàn)在已經(jīng)有越來(lái)越多的上汽旗下的車(chē)型在用這套系統(tǒng)。比如榮威eRX5、榮威ei6、名爵6混動(dòng)版等。最后匯總了一張表，方便大家理解。
EDU混動(dòng)系統(tǒng)工作原理
解決問(wèn)題的方法有很多種
看到這里大家會(huì)發(fā)現(xiàn)，上文僅從「P2電機(jī)」一個(gè)小小的『保電能力弱』問(wèn)題切入，展開(kāi)討論了其中的一種解決方案——再增加1個(gè)強(qiáng)力的「發(fā)電機(jī)」（P0或P1電機(jī)），由此衍生出變種的「PxP2電機(jī)架構(gòu)」。其實(shí)，解決『保電能力弱』的方法還有很多種，比如：
寶馬530e iPerformance（2018）采用2.0T雙渦管發(fā)動(dòng)機(jī)，大力！
1. 使用高功率的「發(fā)動(dòng)機(jī)」：大力出奇跡，高功率「發(fā)動(dòng)機(jī)」可使「P2電機(jī)」在單位時(shí)間內(nèi)多發(fā)一點(diǎn)電，只是「電池」?jié)M足了，「油箱」又不樂(lè)意了，有違了混動(dòng)『省油』的初衷……
2. 增加「P2電機(jī)」發(fā)電的時(shí)長(zhǎng)：延長(zhǎng)「發(fā)動(dòng)機(jī)」串聯(lián)驅(qū)動(dòng)汽車(chē)的時(shí)長(zhǎng)，從而讓「發(fā)動(dòng)機(jī)」大哥多帶帶「P2電機(jī)」這個(gè)小弟，不過(guò)好像又違背了『「P2電機(jī)」為驅(qū)動(dòng)汽車(chē)』的設(shè)計(jì)初衷……
貌似我提了一些自相矛盾的建議，但聰明的讀者已經(jīng)明白了我的意思：
引子
最后，我們?cè)偬嵋粋€(gè)衍生問(wèn)題，由于「P2電機(jī)架構(gòu)」是在「發(fā)動(dòng)機(jī)」和「變速器」中間硬生生地加入了「離合器」和「電機(jī)」，這樣就增加整套動(dòng)力總成的軸向尺寸。為了解決這個(gè)硬件問(wèn)題，混動(dòng)工程師們又掉了大把頭發(fā)，想出了幾套解決方法：
一體化設(shè)計(jì)的P2電機(jī)架構(gòu)
1. 減少「發(fā)動(dòng)機(jī)」的「氣缸」：六缸變四缸、四缸變?nèi)?、三缸變…?/p>
2. 架構(gòu)調(diào)整布局：將增加的「離合器」和「電機(jī)」等部件進(jìn)行橫向或縱向的布局調(diào)整；
3. 一體化設(shè)計(jì)：比如將「P2電機(jī)」的殼體進(jìn)行優(yōu)化整合；或?qū)ⅰ鸽x合器」整合入「P2電機(jī)」內(nèi)部等（如上圖），將「離合器系統(tǒng)」集成至「P2電機(jī)」的「定子」中，采用了「電動(dòng)中心式執(zhí)行」機(jī)構(gòu)（ECA），在減少執(zhí)行機(jī)構(gòu)體積的同時(shí)，提高了「離合器」的控制精度。
豐田THS正在路上
但！若是我們將「P2電機(jī)」進(jìn)一步往后端的「變速器」整合又會(huì)怎么樣呢？我們下期再聊。
